البنية
ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.
القيم المقيسة
يوضح كل شريط موضع بروميثيوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.
المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.
الحجم، وفق مقياس
Radius 183 pm — that is 0.183 nm, so about 2732 million of them side by side would span a millimetre.
النطاق الحراري
بروميثيوم is liquid over a 1958 K window, from 1315 K to 3273 K.
القصة
The only lanthanide with no stable isotope — it decayed away and had to be made in a reactor.
عندما نظم دميتري مندليف الجدول الدوري، تنبأ بوجود عنصر بين النيوديميوم والساماريوم، وأطلق عليه اسم "إيكا-نيوديميوم". وظل هذا لما يقرب من 70 عاماً أكثر الأجزاء المفقودة استعصاءً على الاكتشاف في علم الكيمياء.
ادعى عدد من العلماء اكتشاف العنصر 61:
ثبت لاحقاً عدم صحة جميع هذه الادعاءات بسبب تقنيات الفصل غير الكافية والتلوث بالعناصر المجاورة.
تمكن تشارلز كورييل وجاكوب مارينسكي ولورنس غلندنين في مختبر أوك ريدج الوطني أخيراً من عزل العنصر 61 من نواتج انشطار اليورانيوم أثناء مشروع مانهاتن. وباستخدام كروماتوغرافيا التبادل الأيوني المتقدمة، حددوا العنصر المشع وفصلوه بشكل قاطع.
اقترح المكتشفون في البداية اسم "أتوميوم" تيمناً بالعصر الذري، لكن الاسم رُفض. وبعد سنوات من الجدل، اختاروا اسم "بروميثيوم" نسبةً إلى بروميثيوس، الجبار اليوناني الذي سرق النار من الآلهة، رمزاً لتمكن البشرية من السيطرة على النار النووية.
تأكد الاكتشاف من خلال:
الاستخدامات
يؤدي البروميثيوم، وهو عنصر الأرض النادرة المشع الوحيد الذي لا يملك نظائر مستقرة، أدواراً فريدة في التقنيات النووية المتخصصة. بروميثيوم-147 يولد إشعاع بيتا بمستوى طاقة آمن نسبياً (225 keV)، مما يجعله مثالياً للبطاريات النووية التي تزود بعثات الفضاء السحيق بالطاقة، حيث تكون الألواح الشمسية غير فعالة.
تستخدم NASA ووكالات الفضاء الأخرى مولدات كهربائية حرارية بالنظائر المشعة من البروميثيوم (RTGs) للمركبات الفضائية المتجهة إلى ما وراء المشتري، حيث تصبح الطاقة الشمسية غير كافية. توفر مصادر الطاقة المدمجة هذه كهرباء موثوقة لعقود لأجهزة الاستشعار في البعثات إلى زحل ويورانيوم والفضاء بين النجمي.
في الطب النووي، يُستخدم البروميثيوم-147 بوصفه متتبّعاً باعثاً لبيتا لدراسة العمليات الأيضية ووظائف الأعضاء. ويسمح عمر النصف القصير نسبياً (2.6 years) بالتصوير التفصيلي مع تقليل التعرض الإشعاعي الطويل الأمد للمرضى.
تستخدم الأجهزة العلمية المتطورة البروميثيوم مقياساً للسماكة لقياس المواد الرقيقة جداً في تصنيع أشباه الموصلات. ويوفر انبعاث بيتا المستمر قياسات دقيقة ضرورية لمراقبة الجودة في إنتاج الإلكترونيات الدقيقة.
تستخدم علامات مخارج الطوارئ ولوحات أجهزة الطائرات خصائص البروميثيوم الفوسفورية، حيث يثير إشعاع بيتا الطلاءات الفوسفورية لإنتاج إضاءة ذاتية التشغيل تدوم سنوات من دون مصادر طاقة خارجية.
⚠️ تتطلب معالجة خاصة: تتطلب جميع تطبيقات البروميثيوم بروتوكولات صارمة للسلامة من الإشعاع وأنظمة احتواء متخصصة بسبب طبيعته المشعة.يزود بروميثيوم-147 الخلايا البيتاڤولطية المستخدمة في أجهزة تنظيم ضربات القلب ومحطات الطقس النائية والمعدات العلمية في البيئات القاسية بالطاقة. توفر هذه البطاريات طاقة ثابتة لمدة 10-20 years من دون صيانة، مما يجعلها قيّمة للمنشآت التي يتعذر الوصول إليها.
تستخدم الصناعات العسكرية وصناعات الطيران الطلاء الإشعاعي المضيء القائم على البروميثيوم لأقراص الأجهزة وعلامات البوصلات وأنظمة إضاءة الطوارئ. وتلغي خاصية الإضاءة الذاتية الاعتماد على مصادر الضوء الخارجية في التطبيقات الحرجة.
تستخدم مرافق البحث العلمي مصادر البروميثيوم لإجراء معايرة إشعاع بيتا لمعدات الكشف، مما يضمن قياسات دقيقة في تجارب الفيزياء النووية وأنظمة المراقبة البيئية.
تستخدم الصناعات التحويلية بروميثيوم-147 في أنظمة مراقبة السماكة لإنتاج الورق والبلاستيك والصفائح المعدنية، مما يوفر ضماناً فورياً للجودة من دون تلامس مادي مع المواد.
مصدره
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
يتميز البروميثيوم بأنه اللانثانيد الوحيد الذي لا يملك نظائر مستقرة. وعلى خلاف عناصر الأرض النادرة الأخرى الموجودة في الرواسب المعدنية، لا يوجد البروميثيوم طبيعياً إلا بكميات ضئيلة جداً بوصفه ناتج انشطار في خامات اليورانيوم، بتركيزات ضئيلة إلى حد يكاد يجعل اكتشافها مستحيلاً.
ينشأ تقريباً كل البروميثيوم المستخدم اليوم من عمليات المفاعلات النووية. وينتج النظير الأكثر فائدة، بروميثيوم-147، من قصف النيوديميوم-146 بالنيوترونات في مفاعلات بحثية متخصصة، بمردود يبلغ نحو 1-2 غرام سنوياً على مستوى العالم.
في الكون، يتكون البروميثيوم أثناء العمليات النووية النجمية، لكنه يتحلل بسرعة كبيرة بحيث لا يتراكم بكميات قابلة للكشف. وقد حدد علماء الفلك خطوطاً طيفية للبروميثيوم في بعض النجوم المتغيرة، مما يوفر رؤى حول ظروف باطن النجوم وآليات التخليق النووي.
ينتج انشطار اليورانيوم-235 الطبيعي أحياناً نظائر البروميثيوم، لكنها تتحلل خلال سنوات إلى عقود. وحتى في أغنى الرواسب باليورانيوم، تظل تركيزات البروميثيوم أقل من 10⁻¹⁸ غرام لكل كيلوغرام من الخام.
تنتج مرافق البحث البروميثيوم من خلال:
التعامل
بروميثيوم مشع. It has no stable isotope — every nucleus decays. يتطلب التعامل معه تدريعًا وترخيصًا مناسبين.
الخطر الأساسي: يصدر بروميثيوم-147 إشعاع بيتا (إلكترونات) بطاقة قصوى تبلغ 225 keV. ورغم أن التعرض الخارجي منخفض الخطورة نسبياً بسبب محدودية اختراق جسيمات بيتا، فإن التلوث الداخلي يشكل تهديدات خطيرة للصحة.
يجب إجراء العمل في خزانات أبخرة إشعاعية ذات ضغط سلبي. استخدم أدوات المناولة عن بُعد متى أمكن. يُمنع الأكل أو الشرب أو وضع مستحضرات التجميل في مناطق العمل بالبروميثيوم. حافظ على رقابة صارمة على مخزون جميع المصادر.
يجب تغطية أسطح العمل بورق ماص مدعوم بالبلاستيك. راقب اليدين والملابس ومناطق العمل باستخدام معدات كشف الإشعاع قبل مغادرة المختبر. طهّر الأسطح بمحاليل التنظيف المناسبة.
حوادث التلوث: أبلغ مسؤول السلامة من الإشعاع فوراً. انزع الملابس الملوثة واستحم جيداً. اطلب تقييماً طبياً لاحتمال التعرض الداخلي. يتطلب تنظيف الانسكابات إجراءات ومعدات متخصصة.
خزّن المواد في حاويات محمية داخل مناطق إشعاعية مقفلة ومعلّمة. احتفظ بسجلات درجات الحرارة وجداول الفحص البصري. يجب جرد المصادر شهرياً واختبار عدم تسربها سنوياً.
🚨 الطوارئ: اتصل بمسؤول السلامة من الإشعاع في المؤسسة فوراً عند وقوع أي حادث متعلق بالبروميثيوم أو الاشتباه في حدوث تلوث.إجابات سريعة
بروميثيوم (symbol Pm) is element 61 on the periodic table, a لانثانيد in period 6. The only lanthanide with no stable isotope — it decayed away and had to be made in a reactor. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Xe] 4f⁵ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 23, 8, 2 electrons respectively.بروميثيوم melts at 1315 K (1041.9 °C) and boils at 3273 K (2999.9 °C).
بروميثيوم has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 145, is the mass number of its longest-lived known isotope.
بروميثيوم has a density of 7.26 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of بروميثيوم is about 7.3× heavier.
بروميثيوم has a Pauling electronegativity of 1.13. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
بروميثيوم was discovered in 1945 by Marinsky, Glendenin & Coryell. It is named after prometheus, who stole fire from the gods.
بروميثيوم does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. بروميثيوم has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.